Ερευνητές από το Διεθνές Πανεπιστήμιο της Καμπάλα στην Ουγκάντα εξέτασαν την επίδραση διαφορετικών υποστρωμάτων στην απόδοση μονοκρυσταλλικών φωτοβολταϊκών πάνελ και διαπίστωσαν ότι υποστρώματα με χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα , όπως το χώμα και το γρασίδι, βοηθούν τα πάνελ να επιτυγχάνουν υψηλότερες αποδόσεις.
Η ανάλυσή τους περιέλαβε τη μέτρηση των θερμοκρασιών των πάνελ και των παραγόμενων ισχύων καθημερινά για μισό έτος, με μετρήσεις κάθε ώρα από τις 6 π.μ. έως τις 6 μ.μ., οι οποίες στη συνέχεια υπολογίστηκαν ως μέσοι όροι ανά ώρα για να αντιπροσωπεύουν ολόκληρη την περίοδο.
Σημαντικό ρόλο παίζει και το φαινόμενο αλμπέντο , που είναι η λευκαύγεια , το μέτρο της ανακλαστικότητας μιας επιφάνειας ή ενός σώματος. «Το φαινόμενο αλμπέντο επηρεάζει τη θερμοκρασία και μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στην απόδοση και τη θερμική διαχείριση των ηλιακών πάνελ», εξήγησε η ερευνητική ομάδα. «Το αλμπέντο αναφέρεται στο ποσοστό της ανακλώμενης ηλιακής ενέργειας σε σχέση με τη συνολική εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία. Επιφάνειες με υψηλό αλμπέντο, όπως το χιόνι ή οι λευκές στέγες, ανακλούν περισσότερο φως και απορροφούν λιγότερη θερμότητα, παραμένοντας πιο δροσερές. Αντίθετα, επιφάνειες με χαμηλό αλμπέντο, όπως η άσφαλτος ή το σκούρο χώμα, απορροφούν περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία, οδηγώντας σε υψηλότερες θερμοκρασίες.»
Αναλύθηκαν έξι τύποι επιφανειών τοποθέτησης: σκυρόδεμα, μεταλλικό φύλλο, ξύλο, γρασίδι, χώμα και κεραμίδια στέγης. Τα ηλιακά πάνελ είχαν μέγιστη ισχύ 70 W και τοποθετήθηκαν σε διαφορετικές επιφάνειες με κλίση 0°. Αισθητήρες θερμοκρασίας μετρούσαν τις θερμοκρασίες των ανώτερων και κατώτερων περιοχών κάθε επιφάνειας, καθώς και τις θερμοκρασίες εμπρός και πίσω των πάνελ.
«Το μεταλλικό φύλλο είχε τη μεγαλύτερη θερμοκρασία στους 79°C, ακολουθούμενο από τα κεραμίδια στους 70°C, το σκυρόδεμα στους 58,8°C, το ξύλο στους 50,5°C, το γρασίδι στους 41,2°C, ενώ το χώμα είχε τη χαμηλότερη θερμοκρασία στους 42,3°C», ανέφεραν οι επιστήμονες. «Ακολούθησε ανάλυση συσχέτισης. Το μεταλλικό φύλλο είχε συσχέτιση 0,954, που σημαίνει ότι μια αύξηση στη θερμοκρασία της επιφάνειας οδηγεί σε αύξηση 95,4% της θερμοκρασίας των κυψελών. Για τα κεραμίδια η συσχέτιση ήταν 0,973, για το σκυρόδεμα 0,964, για το ξύλο 0,88, για το γρασίδι 0,954 και για το χώμα 0,846.»
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, η απόδοση του υλικού μειωνόταν όσο αυξανόταν η θερμοκρασία των κυψελών, με τη χαμηλότερη απόδοση να καταγράφεται το μεσημέρι, όταν η θερμοκρασία ήταν υψηλότερη. Η υψηλότερη απόδοση καταγράφηκε στο χώμα με 21,1%, ακολουθούμενη από το γρασίδι με 19,6%, το ξύλο με 17,95%, το σκυρόδεμα με 16,2%, τα κεραμίδια με 14,3% και το μεταλλικό φύλλο με 11,5%.
«Τα φυσικά υποστρώματα, όπως το γρασίδι και το χώμα, διατηρούσαν χαμηλότερες θερμοκρασίες στα πάνελ, βελτιώνοντας την απόδοση και τη μακροζωία των μονοκρυσταλλικών ηλιακών πάνελ σε σύγκριση με τα τεχνητά υποστρώματα όπως τα μεταλλικά φύλλα και τα κεραμίδια στέγης», κατέληξε η ερευνητική ομάδα. «Η μελέτη επιβεβαιώνει ότι οι χαμηλότερες θερμοκρασίες των πάνελ είναι κρίσιμες για τη βελτίωση της απόδοσης. Η διαπνοή στα φυσικά υποστρώματα παίζει σημαντικό ρόλο στη διάχυση της θερμότητας, διατηρώντας τα πάνελ πιο δροσερά και βελτιώνοντας την απόδοση κατά τις ώρες αιχμής της ηλιοφάνειας.»
